Zinātnieki un inženieri 2022. gada jūlijā Nevadas Melnās klints tuksnesī pārbaudīja Venēras balona prototipu. Samazinātais transportlīdzeklis veiksmīgi veica divus sākotnējos testa lidojumus.

Ar savu karsto karstumu un milzīgo spiedienu Veneras virsma ir naidīga un nepielūdzama. Patiesībā zondes, kas tur līdz šim ir nolaidušās, ir ilgušas tikai dažas stundas. Taču var būt arī cits veids, kā izpētīt šo bīstamo un aizraujošo pasauli ārpus orbītām, kas riņķo ap sauli tikai akmens metiena attālumā no Zemes. Tas ir balons. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) Pasadenā, Kalifornijā, 2022. gada 10. oktobrī ziņoja, ka gaisa robotu balons, kas ir viena no tās gaisa robotu koncepcijām, ir veiksmīgi pabeidzis divus testa lidojumus virs Nevadas.

Pētnieki izmantoja testa prototipu, sarukušu balona versiju, kas kādu dienu varētu izkļūt cauri blīvajiem Venēras mākoņiem.

Pirmais Venēras balona prototipa testa lidojums

Plānotā Venus Aerobot diametrs ir 40 pēdas (12 metri), kas ir aptuveni 2/3 no prototipa izmēra.

Zinātnieku un inženieru komanda no JPL un Near Space Corporation Tillamook, Oregonas štatā, veica izmēģinājuma lidojumu. Viņu panākumi liecina, ka Venēras baloniem jāspēj izdzīvot šīs kaimiņu pasaules blīvajā atmosfērā. Uz Veneras balons lidos 55 kilometru augstumā virs virsmas. Lai testā atbilstu Venēras atmosfēras temperatūrai un blīvumam, komanda testa balonu pacēla 1 km augstumā.

Visādā ziņā balons darbojas tā, kā tas bija paredzēts. Džeikobs Izraelevics, JPL lidojuma testa galvenais pētnieks, robotikas speciālists, sacīja: “Mēs esam ļoti apmierināti ar prototipa veiktspēju. Tas palaista, demonstrēja kontrolētu augstuma manevru, un mēs to atgriezāmies labā formā pēc abiem lidojumiem. Mēs esam ierakstījuši plašus datus no šiem lidojumiem un ceram tos izmantot, lai uzlabotu savus simulācijas modeļus pirms mūsu māsas planētas izpētes.

Pols Bērns no Vašingtonas universitātes Sentluisā un kosmosa robotikas zinātnes līdzstrādnieks piebilda: “Šo testa lidojumu panākumi mums nozīmē daudz: mēs esam veiksmīgi demonstrējuši tehnoloģiju, kas nepieciešama, lai izpētītu Venēras mākoņu. Šie testi ir pamats tam, kā mēs varētu nodrošināt ilgstošu robotu izpēti uz Venēras elles virsmas.

Ceļojums pa Veneras vējiem

Tātad, kāpēc baloni? NASA vēlas izpētīt Venēras atmosfēras reģionu, kas ir pārāk zems, lai orbīta varētu analizēt. Atšķirībā no nolaišanās lidmašīnām, kas uzsprāgst dažu stundu laikā, baloni var peldēt vējā nedēļām vai pat mēnešiem, dreifējot no austrumiem uz rietumiem. Balons var arī mainīt savu augstumu no 171 000 līdz 203 000 pēdām (52 ​​līdz 62 kilometriem) virs virsmas.

Tomēr lidojošie roboti nav pilnīgi vieni. Tas darbojas ar orbītu virs Venēras atmosfēras. Papildus zinātnisko eksperimentu veikšanai balons darbojas arī kā saziņas relejs ar orbītu.

Baloni balonos

Prototips būtībā ir "balons balonā", sacīja pētnieki. Spiedienshēlijspiepilda stingru iekšējo rezervuāru. Tikmēr elastīgais ārējais hēlija balons var paplašināties un sarauties. Baloni var arī pacelties augstāk vai nokrist zemāk. Tas to dara ar palīdzībuhēlijsventilācijas atveres. Ja misijas komanda gribēja pacelt balonu, viņi izvadītu hēliju no iekšējā rezervuāra uz ārējo balonu. Lai ievietotu balonu atpakaļ vietā,hēlijstiek izvadīts atpakaļ rezervuārā. Tas liek ārējam balonam sarauties un zaudēt peldspēju.

Kodīga vide

Plānotajā 55 kilometru augstumā virs Veneras virsmas temperatūra nav tik briesmīga un atmosfēras spiediens nav tik spēcīgs. Bet šī Venēras atmosfēras daļa joprojām ir diezgan skarba, jo mākoņi ir pilni ar sērskābes pilieniem. Lai palīdzētu izturēt šo korozīvo vidi, inženieri balonu uzbūvēja no vairākiem materiāla slāņiem. Materiālam ir skābes izturīgs pārklājums, metalizācija, lai samazinātu saules sildīšanu, un iekšējais slānis, kas joprojām ir pietiekami izturīgs, lai pārvadātu zinātniskos instrumentus. Pat blīves ir izturīgas pret skābēm. Lidojuma testi ir parādījuši, ka balona materiāliem un konstrukcijai vajadzētu darboties arī uz Veneras. Materiālus, kas tiek izmantoti Venēras izdzīvošanai, ir sarežģīti ražot, un izturīgā vadāmība, ko parādījām mūsu Nevadas palaišanas un atkopšanas laikā, sniedz mums pārliecību par mūsu balonu uzticamību uz Venēras.

Gadu desmitiem daži zinātnieki un inženieri ir ierosinājuši balonus kā Veneras izpētes veidu. Tas drīz var kļūt par realitāti. Attēls caur NASA.

Zinātne Venēras atmosfērā

Zinātnieki aprīko balonus dažādiem zinātniskiem pētījumiem. Tie ietver skaņas viļņu meklēšanu atmosfērā, ko rada Venēras zemestrīces. Dažas no aizraujošākajām analīzēm būs pašas atmosfēras sastāvs.Oglekļa dioksīdsveido lielāko daļu Venēras atmosfēras, veicinot bēgošo siltumnīcas efektu, kas ir padarījis Venēru par elli uz virsmas. Jaunā analīze varētu sniegt svarīgus norādījumus par to, kā tieši tas notika. Faktiski zinātnieki saka, ka pirmajās dienās Venera vairāk līdzinājās Zemei. Kas tad notika?

Protams, kopš zinātnieki ziņoja par fosfīna atklāšanu Venēras atmosfērā 2020. gadā, jautājums par iespējamo dzīvību Venēras mākoņos ir atdzīvinājis interesi. Fosfīna izcelsme nav pārliecinoša, un daži pētījumi joprojām apšauba tā esamību. Bet tādas balonu misijas kā šī būtu ideāli piemērotas dziļai mākoņu analīzei un, iespējams, pat tiešai mikrobu identificēšanai. Šādas balonu misijas varētu palīdzēt atšķetināt dažus no mulsinošākajiem un sarežģītākajiem noslēpumiem.